亓鹏远 杨宇

摘  要：为了提升钣金零件的综合抗拉性能，同时也能提升其抵抗外界因素侵蚀的能力，需要由钣金零件结构入手，寻求一类最为科学合理的钣金零件焊接模式。文章针对钣金零件结构层面的实际运用，并对钣金零件各类焊接方式产生的钣金零件的不同构造的特点实施了详尽的阐述，同时对于钣金零件的胶焊方式及激光焊方式的成品件的各项力学性能、焊接后的有关影响做出详尽表述，对于焊接过程中焊缝的深度、宽度、外形尺寸实施了进一步研究。

关键词：钣金零件;焊接;抗拉性能

中图分类号：TG456.7       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）35-0075-02

Abstract： In order to improve the comprehensive tensile performance of sheet metal parts， but also improve its ability to resist the erosion of external factors， it is necessary to start with the structure of sheet metal parts to find the most scientific and reasonable welding mode of sheet metal parts. Aiming at the practical application of the structural level of sheet metal parts， this paper expounds in detail the characteristics of different structures of sheet metal parts produced by all kinds of welding methods of sheet metal parts. at the same time， the mechanical properties of the finished parts of sheet metal parts and laser welding and the relevant influence after welding are described in detail， and the depth， width and shape size of the weld in the welding process are further studied.

Keywords： sheet metal parts; welding; tensile properties

引言

伴隨着技术的快速进步，各行各业中钣金零件的使用愈来愈普遍。一直以来，国内相关行业针对钣金零件的焊接性能也进行了大量的实验及深入研究，一般来讲，钣金零件的焊接方法种类繁多，现阶段行业内使用比较普遍是电阻点焊的焊接方法，此类焊接方法相较其他工艺方法具有较多的优点，例如质量较轻，而且具有较好的稳定性，并且相较其他焊接方式其焊后的强度比较高，不过位于焊缝接头处通常会发生某些瑕疵，具体使用的时候也可能发生相关的某种质量方面的问题。

1 钣金零件焊接构件实际使用情况

所谓焊接构件即为应用焊接的方式加工成型的金属材质的零件构造。国内现阶段行业内，建筑用的钢铁桁架、厂矿使用的大体积的压力容器的罐身、大型船舶本身或各类车辆的车身加工过程中，焊接构件都在普遍应用中。早期的很多设备的零部件属于经过整体铸造、整体锻造进行加工成型的，如果使用焊接的加工工艺方法就可以最大限度地减少生产成本，同时也能大幅度简化生产工艺流程。

2 钣金零件焊接构件在实际应用中的优势

焊接加工方法在一般工业加工制造方面的应用是相当广泛的。

（1）大量节约金属原材料。（2）钣金零件焊缝的密合程度、防水性能获得了显著增强。（3）和其他的拼接部件的方式对比，成本上具有一定的优势。a.钣金零件在拼接部位得到了重量方面的减轻。和铆接连接的模式比较，焊接构件的重量取得了一定程度的减轻。通常来讲一个铆钉的重量约为构件总重量的（3.3～4.5）%，然而钣金零件的焊接构件能够减少到构件总重量的（1.2～2.5）%，如果和传统的铸造构件相比较，焊接构件的重量能到达轻轻（55～65）%的程度。b.从钣金零件的构造层面考虑，工件的某些截面面积都能够得到充分的利用，最大限度地节约金属原材料。c.从钣金零件的构件外部形状上考虑使得相关原材料得到最大限度的合理化使用。

3 对钣金零件的焊接方法的深入研究及相关的值得注意的问题

3.1 点焊加工成型工艺方案之中，以下问题需要特别注意

（1）粘接处的金属材料不能对点焊胶有腐蚀性，材料和胶必须是兼容的状态。（2）粘接胶必须是无毒无害的。（3）使用胶粘接点焊方式以前，铝合金材质能够采用92℃阳极氧化方法的预先填充加工处置。进而即便溶液（酸性或者碱性）中对构件的接头实施点焊作业，也具有一定的稳定性，因此在构件材质为钢质的材料时，最好实施适当的镀锌、磷化或者表面氧化等一系列的金属表面预先处理的工序。就可以最大限度地规避胶接点焊方案的焊接接处产生腐蚀现象[1]。（4）为确保生产商工期的可行性需要设定一定时间的活性期。（5）完成点焊操作的钣金零件接头处强度会比钣金零件本身的强度稍微差一些。

3.2 点焊加工成型的工艺流程有一定的区别

常规来讲，普通点焊、透过胶体的点焊、毛细效应的点焊在胶焊加工成型的工艺流程上来讲，存在一定的差异。在常规的点焊工艺程序里，焊接作业之前，仅仅需要简单地实施待焊接零件表面清洁工作就能够直接进入点焊程序。透过胶体的点焊工艺方法的整个流程包含首先实行待焊接零件的表面清洗流程，然后进行注胶作业、预先固化过程、固化过程、点焊操作，一直到最后进行零件表面清理的程序。毛细效应的点焊胶焊工艺方法的整个流程同理也是首先实行待焊接零件的表面清洗流程，然后进行注胶作业、预先固化过程、固化过程、点焊操作，一直到最后进行零件表面清理的程序。

3.3 胶焊工艺方法的分类以及注意事项

在钣金零件的胶焊工艺流程中，有很多要点必须特别关注：首先，必须将待焊接的零件表面实施彻底的清洁作业，即为进行预处理工序。其次，透过胶体的点焊必须处在胶体还未凝固成型之前开始进行点焊操作，并且挑选恰当的胶黏剂。由于该焊接方式对胶黏剂的型号及特性要求相对较高，因此适当的胶黏剂选取可以保证作业位置胶黏剂能够顺畅排出，胶黏剂的特点需要保证焊接过程中不易产生流胶，且胶黏剂本身需要具有一定程度的导电特性。而毛细效应的胶焊，即为点焊操作以后把胶黏剂灌入接缝区的边沿，这样操作致使胶黏剂性能降低，由于有很多的毛细效应能够渗透至拼接缝，如此操作能使胶黏剂强度提升，使接缝处缝隙可以被胶黏剂完全填充。最后，要使胶焊工艺科学合理，即为合理把控胶黏剂的使用量。针对于点焊处胶黏剂层厚度层面上来讲，点焊后的间隙≤0.85毫米，厚度≤0.55毫米[2]。

3.4 对于焊接性能的研究

（1）钢质零件的焊接最好不要使用胶焊工艺。假如针对焊接件的抵抗腐蚀的性能、抗震强度有相关规定。（2）对于钣金零件的胶焊结果，透过胶体的点焊相对毛细作用胶焊品质稍逊一筹。（3）无论钢质零件或铝质零件，在焊接操作后抗拉强度均有提高。

4 对于钣金零件激光焊接方法研究

激光能量密度、焊接喷嘴移动速率、聚焦量均為能够制约钣金零件激光焊接最终品质。选取激光功率能量密度的原则为：确保待焊接材质表层的焊接温度，这样就能够保持在待焊接材料的熔点。假如焊接材质熔化程度不足，就会发生无法焊透的问题。这种情况就是激光能量密度过小造成的。假如待焊接材质表层温度太高，焊接作用力和气体作用力不匹配时，便会产生气孔及砂眼，这样也会损害喷嘴接头的功能，这就是激光能量密度过大的坏处。

4.1 激光焊接的形式和特点

激光焊接（见图1）是一类焊接过程不稳定的焊接模式，可归结为热量传导焊接、深度熔化焊接。上述两类是激光焊接的两类主要形式，依据焊接规定，形成一种渐变区域。挑选焊接方式，根据焊接指标选定焊接方式，进而能够行之有效的得到优良的焊接效果。必须明确的是：激光能量密度、焊接喷嘴移动速率、焦点方位。假如待焊接件的厚度很大，就是由于激光能量过大导致的熔化深度增加，进而导致焊接件的美观程度遭到破损，也可能出现气孔及砂眼，这就是能量过高造成的。依据焊接激光能量加载的多少，焊接的速率就会遭受到阻碍。伴随着激光能量的加大，焊接的速率出现降低，熔化深度、熔化宽度同时也由此产生变化，出现减小的趋势，这种情况是因为激光能量是能够进行调控的。如果焊接速率过大将会导致熔化深度变小，不过同时在焊接的表层会造成焊珠出现。焦点的区域位于工件表层，激光焊接最大熔深指的是焦点处于工件表面下方尺寸。

4.2 制约激光焊接效果的因素

焊接喷嘴移动速率、聚焦量这类因素均在钣金零件的焊接进程中对焊接品质产生非常大的影响。在焊接喷嘴移动速率中，要求大于光斑的65%。如果钣金零件吸取了许多的激光的能量，导致焊缝无法合格，进而使焊接强度下降。焊接喷嘴移动速率太慢使焊接零件接头强度下降。聚焦量又可归类成正聚焦、负聚焦和零聚焦。在激光焊接过程中，假如过度用到正聚焦或负聚焦，导致光斑增大，进而造成到激光能量发散，导致激光能量不足，产生焊件接头无法焊透的状况[3]。

5 结束语

综上所述，焊接工艺方法的相关指标通常用焊接热输入来评估焊接流程，这对钣金零件熔化深度影响很明显。激光焊接过程中，焊接方法的相关指标不能由聚焦量、焦点位置针对焊接熔深带来制约。然而对于焊接接头作用影响明显的就是激光能量密度、聚焦量、焊接喷嘴移动速率。在焊接接头熔化深度增加的时候，聚焦量及焊接喷嘴移动速率的减低或熔化深度增加，上述情况均是由于在激光焊接中激光能量密度提升引起的。进而得出如下结论，熔化深度的提升并不能够增加接头的强度，但是并不是正比关系。仅仅的提升能量密度或降低焊接喷嘴移动速率、聚焦量的减少并不能增加钣金零件接头的性能，需要将它们相互匹配，从而得到一种最优的组合。激光焊接中激光能量密度过大会导致激光焊接品质降低;焊缝宽度也可能由于聚焦量的改变而改变。

参考文献：

[1]李建，严瑾.钣金件焊接性能试验研究[J].电子机械工程，2012，28（02）：49-51+56.

[2]储晓猛，杨建新，李美兰.高温不锈钢钣金件激光焊接试验[J].焊接技术，2010，39（10）：29-32.

[3]秦国梁，林尚扬.激光焊接体能量及其对激光深熔焊熔深的影响[J].焊接学报，2006，27（7）：74-76.